Lazer, uyarılmış radyasyon amplifikasyonu ve gerekli geri bildirim yoluyla paralelleştirilmiş, monokromatik, tutarlı ışık ışınları üretme sürecini ve aracını ifade eder.Temel olarak, lazer üretimi üç öğe gerektirir: bir "rezonatör", bir "kazanç ortamı" ve bir "pompalama kaynağı".
A. Prensip
Bir atomun hareket durumu farklı enerji seviyelerine bölünebilir ve atom yüksek bir enerji seviyesinden düşük bir enerji seviyesine geçtiğinde, karşılık gelen enerjiye sahip fotonları (spontan radyasyon olarak adlandırılır) serbest bırakır.Benzer şekilde, bir foton enerji seviyeli bir sisteme düştüğünde ve bu sistem tarafından emildiğinde, atomun düşük enerji seviyesinden yüksek enerji seviyesine geçişine neden olacaktır (buna uyarılmış soğurma denir);Daha sonra, daha yüksek enerji seviyelerine geçen atomların bir kısmı, daha düşük enerji seviyelerine geçerek fotonlar (uyarılmış radyasyon adı verilen) yayarlar.Bu hareketler tek başına değil, çoğunlukla paralel olarak meydana gelir.Uygun ortam, rezonatör, yeterli harici elektrik alanı kullanmak gibi bir koşul yarattığımızda, uyarılmış radyasyon, uyarılmış emilimden daha fazla olacak şekilde yükseltilir, o zaman genel olarak fotonlar yayılır ve bu da lazer ışığına neden olur.
B. Sınıflandırma
Lazeri üreten ortama göre lazer sıvı lazer, gaz lazer ve katı lazer olarak ayrılabilir.Artık en yaygın yarı iletken lazer, bir tür katı hal lazeridir.
C. Bileşim
Çoğu lazer üç bölümden oluşur: uyarma sistemi, lazer malzemesi ve optik rezonatör.Uyarma sistemleri ışık, elektrik veya kimyasal enerji üreten cihazlardır.Şu anda kullanılan ana teşvik araçları ışık, elektrik veya kimyasal reaksiyondur.Lazer maddeleri, yakut, berilyum camı, neon gazı, yarı iletkenler, organik boyalar vb. gibi lazer ışığı üretebilen maddelerdir. Optik rezonans kontrolünün rolü, çıkış lazerinin parlaklığını arttırmak, dalga boyunu ve yönünü ayarlamak ve seçmektir. lazerin.
D. Başvuru
Lazer yaygın olarak kullanılmaktadır; özellikle fiber iletişim, lazer ölçüm, lazer kesim, lazer silahları, lazer disk vb.
E. Tarih
1958'de Amerikalı bilim adamları Xiaoluo ve Townes sihirli bir fenomeni keşfettiler: Dahili ampulün yaydığı ışığı nadir toprak kristalinin üzerine koyduklarında, kristalin molekülleri parlak, her zaman birlikte güçlü bir ışık yayacak.Bu olguya göre “lazer ilkesini”, yani madde, moleküllerinin doğal salınım frekansıyla aynı enerjiyle uyarıldığında, dağılmayan bu güçlü ışığı, yani lazeri üreteceğini öne sürdüler.Bunun için önemli evraklar buldular.
Sciolo ve Townes'in araştırma sonuçlarının yayınlanmasının ardından çeşitli ülkelerden bilim adamları çeşitli deney planları önerdiler ancak bunlar başarılı olamadı.15 Mayıs 1960'da Kaliforniya'daki Hughes Laboratuvarı'nda bilim adamı olan Mayman, insanlar tarafından elde edilen ilk lazer olan 0,6943 mikron dalga boyunda bir lazer elde ettiğini duyurdu ve böylece Mayman dünyadaki ilk bilim adamı oldu. Lazerleri pratik alana tanıtmak.
7 Temmuz 1960'ta Mayman dünyanın ilk lazerinin doğduğunu duyurdu. Mayman'ın planı, yakut kristalindeki krom atomlarını uyarmak için yüksek yoğunluklu bir flaş tüpü kullanmak ve böylece ateşlendiğinde çok konsantre ince kırmızı ışık sütunu üretmektir. belli bir noktada güneşin yüzeyinden daha yüksek bir sıcaklığa ulaşabilir.
Sovyet bilim adamı H.Γ Basov, 1960 yılında yarı iletken lazeri icat etti. Yarı iletken lazerin yapısı genellikle çift heteroeklem oluşturan P katmanı, N katmanı ve aktif katmandan oluşur.Özellikleri şunlardır: küçük boyut, yüksek bağlantı verimliliği, hızlı tepki hızı, dalga boyu ve optik fiber boyutuna uygun boyut, doğrudan modüle edilebilir, iyi tutarlılık.
Altı, lazerin ana uygulama yönlerinden bazıları
F. Lazer iletişimi
Bilgiyi iletmek için ışığın kullanılması günümüzde çok yaygındır.Örneğin gemiler iletişim kurmak için ışıkları kullanır, trafik ışıkları ise kırmızı, sarı ve yeşili kullanır.Ancak sıradan ışık kullanarak bilgi aktarmanın tüm bu yolları yalnızca kısa mesafelerle sınırlı olabilir.Işık yoluyla doğrudan uzak yerlere bilgi iletmek istiyorsanız sıradan ışığı kullanamazsınız, yalnızca lazerleri kullanabilirsiniz.
Peki lazeri nasıl teslim edeceksiniz?Elektriğin bakır teller aracılığıyla taşınabildiğini, ancak ışığın sıradan metal teller boyunca taşınamayacağını biliyoruz.Bu amaçla bilim insanları, fiber olarak adlandırılan, optik fiber adı verilen, ışığı iletebilen bir filaman geliştirdiler.Optik fiber özel cam malzemelerden yapılır, çapı insan saçından daha ince, genellikle 50 ila 150 mikron arasında ve çok yumuşaktır.
Aslında, fiberin iç çekirdeği yüksek kırılma indeksli şeffaf optik camdan oluşur ve dış kaplama düşük kırılma indeksli cam veya plastikten yapılır.Böyle bir yapı, bir yandan binlerce bükülme ve dönüşün hiçbir etkisi olmasa bile, tıpkı suyun su borusunda ileri doğru akması, elektriğin tel içinde ileriye doğru iletilmesi gibi, ışığın iç çekirdek boyunca kırılmasını sağlayabilir.Öte yandan, düşük kırılma indeksli kaplama, tıpkı su borusunun sızmaması ve telin yalıtım katmanının elektriği iletmemesi gibi, ışığın dışarı sızmasını önleyebilir.
Optik fiberin görünümü ışığın iletilme şeklini çözer, ancak bu fiberle herhangi bir ışığın çok uzaklara iletilebileceği anlamına gelmez.Yalnızca yüksek parlaklık, saf renk, iyi yönlendirilmiş lazer, bilgi aktarımı için en ideal ışık kaynağıdır, fiberin bir ucundan giriş yapılır, diğer ucundan neredeyse hiç kayıp ve çıkış olmaz.Bu nedenle, optik iletişim esasen büyük kapasite, yüksek kalite, geniş malzeme kaynağı, güçlü gizlilik, dayanıklılık vb. avantajlara sahip olan ve bilim adamları tarafından iletişim alanında bir devrim olarak selamlanan lazer iletişimidir. teknolojik devrimin en parlak başarılarından biri.
Gönderim zamanı: Haz-29-2023